DE102012006780B4 - Electromagnetic piston pump with piston sliding bearing, because of the pumping action of a directed drag flow - Google Patents

Electromagnetic piston pump with piston sliding bearing, because of the pumping action of a directed drag flow Download PDF

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Abstract

Durch einen Elektromagneten (2) angetriebene Hubkolbenpumpe (1) mit einem Kolben (9), der die Flüssigkeit verdrängt und den Ankerkolben (12) des Elektromagneten (2) trägt und dazu in einem Zylinder (10) in einem Lager mit einer Mehrzahl von Lagerzonen, zum Beispiel mit den Lagerzonen (21), (22) und (23), gelagert ist, wobei der Elektromagnet (2) von einer elektrischen Ansteuerung (36) pulsierend mit elektrischer Energie versorgt wird dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Lagerzonen (22) und (23) mit Flüssigkeit durchspült werden, indem bei einer zyklischen Hubbewegung des Kolbens (9) eine zusätzliche Pumpwirkung durch die Ausnutzung einer Schleppströmung für die Flüssigkeit im Lager erzeugt wird, und dass die Flüssigkeit umlaufend aus dem an die dritte Lagerzone (23) angrenzenden Ankerraum (4) angesaugt und durch geeignete fluidleitende Kanäle (35) in den Ankerraum (4) zurückgepumpt wird, indem die Umlaufnuten (33) in der mittleren Lagerzone (22) im Kolben (9) durch ihre asymmetrisch ausgeführten Kanten bei einer zyklischen Hubbewegung des Kolbens (9) im Zylinder (10) eine gerichtete Schleppströmung der Flüssigkeit im Spalt und damit eine Pumpwirkung erzeugen, wobei die Kanten einlassseitig und auslassseitig unterschiedliche Konturen wie zum Beispiel Kantenradien, Fasen oder aus Radien und Fasen zusammengesetzte Formelemente aufweisen, und dass die Pulse des elektrische Stroms zur Versorgung des Elektromagneten (2) gleiche oder unterschiedliche Flankensteilheiten des Anstiegs und des Abfalls aufweisen, die auf eine Verstärkung der Pumpwirkung durch die asymmetrischen Nutkanten abgestimmt sind.By a solenoid (2) driven reciprocating pump (1) with a piston (9) which displaces the liquid and carries the armature piston (12) of the electromagnet (2) and in a cylinder (10) in a bearing with a plurality of storage zones , for example, with the storage zones (21), (22) and (23), is stored, wherein the electromagnet (2) from an electrical drive (36) is supplied with pulsating electrical energy, characterized in that at least the storage zones (22) and (23) are flushed with liquid by an additional pumping action is generated by the use of a drag flow for the liquid in the camp during a cyclic lifting movement of the piston (9), and that the liquid circumferentially from the adjacent to the third storage zone (23) Anchor space (4) is sucked and pumped back by suitable fluid-conducting channels (35) in the armature space (4) by the circulation grooves (33) in the central bearing zone (22) in the piston (9) by i Asymmetrically designed edges in a cyclic lifting movement of the piston (9) in the cylinder (10) produce a directed drag flow of liquid in the gap and thus a pumping action, the edges on the inlet side and outlet side different contours such as edge radii, chamfers or radii and bevels comprising composite form elements, and that the pulses of the electric current for supplying the electromagnet (2) have the same or different slopes of the rise and fall, which are tuned to an increase in the pumping action by the asymmetrical groove edges.

Description

Die Erfindung betrifft eine durch einen Elektromagneten angetriebene Hubkolbenpumpe entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.The invention relates to a driven by an electromagnet reciprocating pump according to the preamble of the first claim.

Durch Elektromagnete angetriebene Hubkolbenpumpen zum Fördern und Dosieren von Kraftstoff sind bekannt, zum Beispiel aus der DE 43 28 621 C2 , und sie haben sich bewährt. Mit der Verbreitung von Kraftstoffen mit höherem Anteil an nichtfossilen Stoffen, wie z. B. Biodiesel oder Alkoholen und damit auch von Wasser mussten die Materialien der Reibpartner, insbesondere der Kolben und des Zylinders, angepasst werden, dennoch stellen sich unter bestimmten Betriebsbedingungen neuartige Verschleißerscheinungen bei solchen Dosierpumpen ein. Die Verschleißerscheinungen erklären sich beispielsweise durch lokale Überhitzungen bei einem örtlich begrenzten Schmierfilmversagen bzw. schlechteren Schmiereigenschaften im Vergleich zu rein fossilen Medien.By electromagnet driven reciprocating pumps for conveying and metering of fuel are known, for example from the DE 43 28 621 C2 and they have proven themselves. With the spread of fuels with a higher proportion of non-fossil substances such. As biodiesel or alcohols and thus also of water, the materials of the friction partners, in particular the piston and the cylinder had to be adjusted, yet set under certain operating conditions, new signs of wear in such metering pumps. The signs of wear are explained, for example, by local overheating in the case of localized lubricant failure or poorer lubricating properties in comparison to purely fossil media.

Die Druckschriften DE 10 42 382 A , EP 03 336 893 A1 , US 1 408 638 A , und DE 2 046 978 A zeigen Kolbenmaschinen mit verbesserter Schmierung durch vorteilhaft geformte Kolbenringe, Nuten und Schmierstoffversorgungskanäle. Die Druckschrift DE 1 453 603 A zeigt eine Kolbenpumpe mit einem Stufenkolben, wobei eine Teilfläche des Kolbens zur Versorgung der Kolbenschmierung herangezogen wird. Aus den Druckschriften DE 10 2008 040 996 A1 und DE 10 2009 046 975 A1 sowie der darin angegebenen Druckschrift DE 103 60 601 A1 ist bekannt, dass eine hydraulische Stangendichtung in einer dynamischen Anwendung eine unsymmetrische Schleppströmung erzeugen kann.The pamphlets DE 10 42 382 A . EP 03 336 893 A1 . US Pat. No. 1,408,638 A , and DE 2 046 978 A show improved lubrication piston machines by advantageously shaped piston rings, grooves and lubricant supply channels. The publication DE 1 453 603 A shows a piston pump with a stepped piston, wherein a partial surface of the piston is used to supply the piston lubrication. From the pamphlets DE 10 2008 040 996 A1 and DE 10 2009 046 975 A1 as well as the document specified therein DE 103 60 601 A1 It is known that a hydraulic rod seal in a dynamic application can produce an asymmetrical drag flow.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, durch den Lagerbereich des Kolbens einen Flüssigkeitsstrom zu leiten, der die Lagerung kühlt und eventuell anfallende Zersetzungs- bzw. Reaktionsprodukte des Kraftstoffs sowie potentielle Verschleißprodukte abführt. Dabei soll die Dosiergenauigkeit der Hubkolbenpumpe erhalten bleiben und die Herstellkosten sollen sich nicht wesentlich erhöhen. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst, wobei die Unteransprüche die Lösungen näher ausführen.Object of this invention is to pass through the storage area of the piston, a liquid stream, which cools the storage and any resulting decomposition or reaction products of the fuel and dissipates potential wear products. The dosing accuracy of the reciprocating pump should be maintained and the production costs should not increase significantly. The object is achieved by the characterizing features of the first claim, wherein the dependent claims make the solutions closer.

Eine durch einen Elektromagneten angetriebene Hubkolbenpumpe enthält mindestens einen Verdrängerraum, zwei Ventile und einen Kolben, der in einem Zylinder abdichtend gelagert ist und den Ankerkolben des Elektromagneten trägt. Die Lagerung des Kolbens ist in drei Lagerzonen aufgeteilt. Zur Kühlung der Lagerung und zum Abtransport eventuell anfallender Verschleißprodukte ist mindestens der Lagerspalt der mittleren Lagerzone vergrößert, erforderlichenfalls ist auch der Lagerspalt der ankerraumseitigen Lagerzone vergrößert. Die Lagerspalte der ankerraumseitigen Lagerzone und der mittleren Lagerzone werden von Flüssigkeit durchströmt, die mit Hilfe einer gerichteten Schleppströmung von dem Kolben im Zusammenwirken mit anderen Bauteilen der Hubkolbenpumpe gefördert wird.A driven by an electromagnet reciprocating pump includes at least one displacement chamber, two valves and a piston which is sealingly mounted in a cylinder and carries the armature piston of the electromagnet. The bearing of the piston is divided into three storage zones. For cooling the storage and for the removal of any resulting wear products at least the bearing gap of the central storage zone is increased, if necessary, the bearing gap of the armature chamber side storage zone is increased. The bearing gaps of the armature chamber side storage zone and the central storage zone are flowed through by liquid, which is conveyed by means of a directed drag flow from the piston in cooperation with other components of the reciprocating pump.

In einer bevorzugten Ausführung wird die erste verdrängerraumseitige Lagerzone durch eine Lagerbuchse und den Kolben gebildet, eine zweite Lagerzone weist eine Vergrößerung des Lagerspalts auf, und eine dritte Lagerzone weist wieder ein geringeres Lagerspiel auf. Die zweite Lagerzone ist über geeignete Kanäle fluidisch mit dem Ankerraum verbunden. Asymmetrische Formelemente an den umlaufenden Nuten im Kolben oder im Zylinder, zum Beispiel unterschiedlich große Kantenradien oder unterschiedliche Fasen, bewirken bei einer zyklischen Hubbewegung des Kolbens unterschiedlich starke Schleppströmungen im Spalt je nach der Bewegungsrichtung des Kolbens und ergeben damit eine gerichtete Pumpwirkung auf die Flüssigkeit in der zweiten Lagerzone. Bei dieser Ausführung wird die Förderleistung der Hubkolbenpumpe nicht beeinflusst, weil die zusätzliche Förderung pumpenintern im Kreis erfolgt und nach außen nicht wirksam ist. Die Förderung kann vom Ankerraum in die zweite Lagerzone oder umgekehrt erfolgen, je nach Orientierung der asymmetrischen Formelemente.In a preferred embodiment, the first displacement-side bearing zone is formed by a bearing bush and the piston, a second bearing zone has an enlargement of the bearing gap, and a third bearing zone again has a smaller bearing clearance. The second storage zone is fluidly connected to the armature space via suitable channels. Asymmetrical shape elements on the circumferential grooves in the piston or in the cylinder, for example, different sized edge radii or different chamfers, cause in a cyclic stroke of the piston different strong Schleppströmungen in the gap depending on the direction of movement of the piston and thus give a directed pumping action on the liquid in the second storage zone. In this embodiment, the capacity of the reciprocating pump is not affected, because the additional promotion inside the pump takes place in a circle and is not effective to the outside. The promotion can be done from the anchor space in the second storage zone or vice versa, depending on the orientation of the asymmetric form elements.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Hubkolbenpumpe besteht der Zylinder aus einem Träger und zwei Lagerbuchsen, wobei die Lagerspiele in den drei dadurch ausgebildeten Lagerzonen unterschiedlich groß ausgeführt sind, um eine gute Abdichtung für die erste Lagerbuchse, eine gute Lagertragfähigkeit für die zweite Lagerbuchse und eine gute Pumpwirkung für den mittleren Zylinderbereich zu erreichen.In an advantageous further development of the reciprocating piston pump, the cylinder consists of a carrier and two bearing bushes, wherein the bearing clearances in the three bearing zones formed thereby have different sizes, a good seal for the first bearing bush, a good bearing capacity for the second bearing bush and a good pumping action to reach for the middle cylinder area.

In einer alternativen Weiterentwicklung der Hubkolbenpumpe besteht der Zylinder aus einem Träger und einer Lagerbuchse an dem an den Verdrängungsraum 3 angrenzenden Ende des Zylinders, wobei die Lagerbuchse ein kleineres Lagerspiel zum Kolben aufweist als der Träger, damit eine gute Abdichtung erreicht wird.In an alternative development of the reciprocating pump, the cylinder consists of a carrier and a bearing bush on which to the displacement chamber 3 adjacent end of the cylinder, wherein the bearing bush has a smaller bearing clearance to the piston than the carrier, so that a good seal is achieved.

In einer weiteren Entwicklung der Hubkolbenpumpe ist eine der Lagerbuchsen oder es sind beide Lagerbuchsen zur besseren Kühlung in dem Träger in einer unterbrochenen Bohrung aufgenommen, deren flüssigkeitsgefüllte Unterbrechungszone durch einen fluidleitenden Kanal mit einem angrenzenden flüssigkeitsführenden Raum verbunden ist, wodurch ein Flüssigkeitsaustausch ermöglicht wird.In a further development of the reciprocating pump is one of the bushings or both bushings are accommodated for better cooling in the carrier in an interrupted bore, the liquid-filled interruption zone is connected by a fluid-conducting channel with an adjacent liquid-carrying space, whereby a fluid exchange is made possible.

Die beschriebenen Ausführungen sind geeignet, den Lagerspalt zwischen dem Kolben und dem Zylinder zu kühlen und im Falle der Spülung eventuell anfallende Verschleißprodukte abzuführen. The described embodiments are suitable for cooling the bearing gap between the piston and the cylinder and for removing any resulting wear products in the case of flushing.

Die technische Lehre zur Spülung und Kühlung des Lagers lässt sich auf Hubkolbenpumpen unterschiedlicher Bauart anwenden, vorzugsweise auf elektromagnetisch angetriebene Hubkolbenpumpen der bekannten Bauarten mit

  • • drückendem oder ziehendem Anker,
  • • einem oder zwei Verdrängerräumen
  • • Förderung bei bestromtem Elektromagnet oder bei der Rückkehr des Ankers in die Ruhelage
  • • Steuerung nur durch Rückschlagventile oder durch eine Kombination aus einem Rückschlagventil und einer hubabhängigen Schlitzsteuerung
  • • einer Kombination eines Ventils zwischen den Verdrängerräumen mit einem Einlassventils oder mit einem Auslassventil.
The technical teaching for flushing and cooling of the bearing can be applied to reciprocating pumps of different types, preferably electromagnetically driven reciprocating pumps of the known types
  • • pushing or pulling anchor,
  • • one or two displacement rooms
  • • Conveying when the electromagnet is energized or when the armature returns to its rest position
  • • Control only by check valves or by a combination of a check valve and a stroke-dependent slot control
  • • a combination of a valve between the displacement chambers with an inlet valve or with an outlet valve.

Zum Betrieb der Hubkolbenpumpe wird eine gesteuerte elektrische Spannung oder ein geregelter elektrischer Strom für den Elektromagneten eingesetzt. Die elektrische Versorgung weist einen pulsförmigen zeitlichen Verlauf auf, wobei die Frequenz die Fördermenge der Hubkolbenpumpe bestimmt, das Puls-Pausen-Verhältnis ist auf den Druck am Auslass der Pumpe abgestimmt, und die Flankensteilheiten der Pulse sind auf die Anforderungen der Flüssigkeitsströmung in der Lagerung abgestimmt. Dabei kann eine große Flankensteilheit helfen, eine schnelle Änderung des Flüssigkeitsstroms zu bewirken, und diese ist vorteilhaft für den Abtransport von Verschleißprodukten aus dem Lagerbereich. Dem oben beschriebenen sich zyklisch wiederholenden Verlauf der elektrischen Spannung oder des elektrischen Stroms kann eine höherfrequente Pulsweitenmodulation überlagert sein, die der Regelung des elektrischen Stroms, der bedarfsgerechten Minderung der elektrischen Leistung und/oder der Formung der Flanken der niederfrequenten Pulse dient.To operate the reciprocating pump, a controlled electrical voltage or a regulated electrical current for the electromagnet is used. The electrical supply has a pulse-shaped time course, the frequency determines the flow rate of the reciprocating pump, the pulse-pause ratio is matched to the pressure at the outlet of the pump, and the edge slopes of the pulses are matched to the requirements of the liquid flow in the storage , In this case, a large edge steepness can help to effect a rapid change of the liquid flow, and this is advantageous for the removal of wear products from the storage area. The above-described cyclically repeating course of the electrical voltage or the electric current may be superimposed on a higher-frequency pulse width modulation, which serves to control the electrical current, the demand-based reduction of electrical power and / or the formation of the flanks of the low-frequency pulses.

Die beiden Maßnahmen zur Erzeugung und Beeinflussung einer zusätzlichen Pumpwirkung, die Umlaufnuten mit asymmetrischen Kanten und Gestaltung der elektrischen Pulse mit abgestimmten Flankensteilheiten, können in vorteilhafter Weise kombiniert werden, damit sich ihre Wirkungen gegenseitig verstärken.The two measures for generating and influencing an additional pumping action, the recirculating grooves with asymmetrical edges and the design of the electrical pulses with matched edge steepnesses can be combined in an advantageous manner so that their effects mutually reinforce each other.

Hubkolbenpumpen der beschriebenen Art finden als Dosierpumpen und als Förderpumpen Anwendung in kraftstoffbetriebenen Standheizungen, Zusatzheizungen und Abgasreinigungsanlagen in Fahrzeugen.Reciprocating pumps of the type described are used as metering pumps and as delivery pumps in fuel-powered auxiliary heaters, additional heaters and exhaust gas purification systems in vehicles.

Bilder:Images:

1 zeigt die Hubkolbenpumpe der ersten Ausführung mit asymmetrischen Umlaufnuten. 1 shows the reciprocating pump of the first embodiment with asymmetric circulation grooves.

2 zeigt den zeitlichen Verlauf der elektrischen Spannung und des elektrischen Stroms bei einer Überlagerung des Arbeitspulses mit einer höherfrequenten Pulsweitenmodulation 2 shows the time course of the electrical voltage and the electric current at a superposition of the working pulse with a higher-frequency pulse width modulation

Beispielhafte AusführungExemplary embodiment

Die Hubkolbenpumpe 1 gemäß 1 wird durch einen Elektromagneten 2 angetrieben und enthält einen mit einem Kolben 9, der die Flüssigkeit verdrängt und den Ankerkolben 12 des Elektromagneten 2 trägt. Dazu ist er in einem Zylinder 10 in einem Lager mit drei Lagerzonen 21, 22 und 23 gelagert. Mindestens die Lagerzonen 22 und 23 werden mit der Flüssigkeit durchspült, indem bei einer zyklischen Hubbewegung des Kolbens 9 eine zusätzliche Pumpwirkung durch die Ausnutzung einer Schleppströmung für die Flüssigkeit im Lager erzeugt wird. Die Flüssigkeit wird aus dem an die dritte Lagerzone 23 angrenzenden Ankerraum 4 angesaugt und durch geeignete fluidleitende Kanäle in den Ankerraum 4 zurückgepumpt, oder durch die fluidleitenden Kanäle angesaugt und durch die dritte Lagerzone 23 zurückgepumpt.The reciprocating pump 1 according to 1 is by an electromagnet 2 powered and contains one with a piston 9 which displaces the liquid and the anchor piston 12 of the electromagnet 2 wearing. He is in a cylinder for that 10 in a warehouse with three storage zones 21 . 22 and 23 stored. At least the storage zones 22 and 23 are flushed with the liquid by at a cyclic stroke of the piston 9 an additional pumping action is generated by utilizing a drag flow for the liquid in the bearing. The liquid is removed from the third storage zone 23 adjacent anchor space 4 aspirated and through suitable fluid-conducting channels in the armature space 4 pumped back, or sucked through the fluid-conducting channels and through the third storage zone 23 pumped back.

Die Umlaufnuten 33 in der mittleren Lagerzone 22 im Kolben 9 oder im Zylinder 10 erzeugen durch ihre asymmetrisch ausgeführten Kanten bei einer zyklischen Hubbewegung des Kolbens 9 im Zylinder 10 eine gerichtete Schleppströmung der Flüssigkeit im Spalt und damit eine Pumpwirkung, wobei die Kanten unterschiedliche Kantenradien, Fasen oder aus Radien und Fasen zusammengesetzte Formelemente aufweisen.The circulation grooves 33 in the middle storage area 22 in the piston 9 or in the cylinder 10 generated by their asymmetrically executed edges during a cyclic lifting movement of the piston 9 in the cylinder 10 a directed drag flow of the liquid in the gap and thus a pumping action, wherein the edges have different edge radii, chamfers or formed from radii and chamfer form elements.

Wie in 1 dargestellt, besteht der Zylinder 10 vorzugsweise aus einem Träger 30 und zwei Lagerbuchsen 31 und 32, wobei die Lagerspiele in den drei Lagerzonen unterschiedlich groß ausgeführt sind, um eine gute Abdichtung für die erste Lagerbuchse 31, eine gute Lagertragfähigkeit für die zweite Lagerbuchse 32 und eine gute Pumpwirkung für den mittleren Zylinderbereich zu erreichen. In einer alternativen Ausführung besteht der Zylinder 10 aus einem Träger 30 und einer Lagerbuchse 31 an dem an den Verdrängungsraum 3 angrenzenden Ende des Zylinders, wobei die Lagerbuchse 31 ein kleineres Lagerspiel zum Kolben aufweist als der Träger 30. Die Lagerbuchsen 31 und 32 sind in einer vorteilhaften Ausführung in dem Träger 30 in einer unterbrochenen Bohrung aufgenommen, deren flüssigkeitsgefüllte Unterbrechungszone 34 mit dem Ankerraum 4 oder dem Verdrängerraum 3 verbunden ist, wodurch ein Flüssigkeitsaustausch mit den angrenzenden flüssigkeitsführenden Räumen ermöglicht wird.As in 1 represented, there is the cylinder 10 preferably from a carrier 30 and two bushings 31 and 32 , wherein the bearing clearance in the three storage zones are made different sizes to a good seal for the first bearing bush 31 , a good bearing capacity for the second bearing bush 32 and to achieve a good pumping action for the middle cylinder area. In an alternative embodiment, the cylinder exists 10 from a carrier 30 and a bearing bush 31 at the on the displacement space 3 adjacent end of the cylinder, with the bearing bush 31 a smaller bearing clearance to the piston than the carrier 30 , The bearing bushes 31 and 32 are in an advantageous embodiment in the carrier 30 taken up in an interrupted bore, the liquid-filled interruption zone 34 with the anchor room 4 or the displacement room 3 is connected, whereby a fluid exchange with the adjacent fluid-carrying spaces is made possible.

Wie 2 darstellt, weist die von der elektrischen Ansteuerung 36 erzeugte elektrische Spannung oder der zugeordnete elektrische Strom zur Versorgung des Elektromagneten 2 einen pulsartigen sich zyklisch wiederholenden zeitlichen Verlauf auf, wobei die Frequenz die Fördermenge der Hubkolbenpumpe bestimmt, das Puls-Pausen-Verhältnis auf den Druck am Auslass der Hubkolbenpumpe abgestimmt ist und die Flankensteilheiten des Anstiegs oder des Abfalls der Pulse auf die optimale Pumpwirkung durch die asymmetrischen Nutkanten abgestimmt sind. In 2 sind nur beispielhaft unterschiedliche Flankensteilheiten für den Anstieg und den Abfall dargestellt. Dem oben beschriebenen sich zyklisch wiederholenden Verlauf des elektrischen Stroms oder der elektrischen Spannung ist eine höherfrequente Pulsweitenmodulation überlagert, die der Regelung des elektrischen Stroms, der bedarfsgerechten Minderung der elektrischen Leistung und/oder der Formung der Flanken der niederfrequenten Pulse dient.As 2 represents that of the electrical control 36 generated electrical voltage or the associated electric current to supply the electromagnet 2 a pulse-like cyclically repeating time course, the frequency determines the flow rate of the reciprocating pump, the pulse-pause ratio is matched to the pressure at the outlet of the reciprocating pump and the slopes of the rise or fall of the pulses on the optimal pumping action by the asymmetric Nutkanten are tuned. In 2 For example, only different slope steepnesses for the rise and fall are shown. The above-described cyclically repeating course of the electrical current or the electrical voltage is superimposed on a higher-frequency pulse width modulation, which serves to control the electrical current, the demand-based reduction of electrical power and / or the formation of the flanks of the low-frequency pulses.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Hubkolbenpumpereciprocating pump
22
Elektromagnetelectromagnet
33
Verdrängerraumdisplacer
44
Ankerraumarmature space
99
Kolbenpiston
1010
Zylindercylinder
1212
Ankerkolbenanchor pistons
2121
Erste LagerzoneFirst storage zone
2222
Zweite LagerzoneSecond storage zone
2323
Dritte LagerzoneThird storage zone
3030
Trägercarrier
3131
Erste LagerbuchseFirst bearing bush
3232
Zweite LagerbuchseSecond bearing bush
3333
Umlaufnutcircumferential groove
3434
Unterbrechungszoneinterruption zone
3535
Kanalchannel
3636
Ansteuerung (nicht dargestellt)Control (not shown)

Claims (5)

Durch einen Elektromagneten (2) angetriebene Hubkolbenpumpe (1) mit einem Kolben (9), der die Flüssigkeit verdrängt und den Ankerkolben (12) des Elektromagneten (2) trägt und dazu in einem Zylinder (10) in einem Lager mit einer Mehrzahl von Lagerzonen, zum Beispiel mit den Lagerzonen (21), (22) und (23), gelagert ist, wobei der Elektromagnet (2) von einer elektrischen Ansteuerung (36) pulsierend mit elektrischer Energie versorgt wird dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Lagerzonen (22) und (23) mit Flüssigkeit durchspült werden, indem bei einer zyklischen Hubbewegung des Kolbens (9) eine zusätzliche Pumpwirkung durch die Ausnutzung einer Schleppströmung für die Flüssigkeit im Lager erzeugt wird, und dass die Flüssigkeit umlaufend aus dem an die dritte Lagerzone (23) angrenzenden Ankerraum (4) angesaugt und durch geeignete fluidleitende Kanäle (35) in den Ankerraum (4) zurückgepumpt wird, indem die Umlaufnuten (33) in der mittleren Lagerzone (22) im Kolben (9) durch ihre asymmetrisch ausgeführten Kanten bei einer zyklischen Hubbewegung des Kolbens (9) im Zylinder (10) eine gerichtete Schleppströmung der Flüssigkeit im Spalt und damit eine Pumpwirkung erzeugen, wobei die Kanten einlassseitig und auslassseitig unterschiedliche Konturen wie zum Beispiel Kantenradien, Fasen oder aus Radien und Fasen zusammengesetzte Formelemente aufweisen, und dass die Pulse des elektrische Stroms zur Versorgung des Elektromagneten (2) gleiche oder unterschiedliche Flankensteilheiten des Anstiegs und des Abfalls aufweisen, die auf eine Verstärkung der Pumpwirkung durch die asymmetrischen Nutkanten abgestimmt sind.By an electromagnet ( 2 ) driven reciprocating pump ( 1 ) with a piston ( 9 ), which displaces the liquid and the anchor piston ( 12 ) of the electromagnet ( 2 ) and in a cylinder ( 10 ) in a warehouse with a plurality of storage zones, for example with the storage zones ( 21 ) 22 ) and ( 23 ), wherein the electromagnet ( 2 ) of an electrical control ( 36 ) is powered pulsately with electrical energy, characterized in that at least the storage zones ( 22 ) and ( 23 ) are flushed with liquid by (at a cyclic lifting movement of the piston ( 9 ) an additional pumping action is generated by the use of a drag flow for the liquid in the bearing, and in that the liquid circulates out of the to the third storage zone ( 23 ) adjacent anchor space ( 4 ) and sucked through suitable fluid-conducting channels ( 35 ) in the anchor space ( 4 ) is pumped back by the circulation grooves ( 33 ) in the middle storage zone ( 22 ) in the piston ( 9 ) by their asymmetrically executed edges during a cyclic lifting movement of the piston ( 9 ) in the cylinder ( 10 ) generate a directed drag flow of the fluid in the gap and thus a pumping action, wherein the edges on the inlet side and on the outlet side have different contours such as edge radii, bevels or radii and bevels composed of form elements, and that the pulses of the electric current for supplying the electromagnet ( 2 ) have equal or different slope and fall slopes, which are tuned to enhance the pumping action through the asymmetric groove edges. Hubkolbenpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (10) aus einem Träger (30) und zwei Lagerbuchsen (31) und (32) besteht, wobei die Lagerspiele in den drei Lagerzonen unterschiedlich groß ausgeführt sind, um eine gute Abdichtung für die erste Lagerbuchse (31), eine gute Lagertragfähigkeit für die zweite Lagerbuchse (32) und eine gute Pumpwirkung für den mittleren Zylinderbereich zu erreichen.Reciprocating pump according to claim 1, characterized in that the cylinder ( 10 ) from a carrier ( 30 ) and two bushings ( 31 ) and ( 32 ), wherein the bearing clearances in the three bearing zones are made different sizes, in order to provide a good seal for the first bearing bush ( 31 ), a good bearing capacity for the second bearing bush ( 32 ) and to achieve a good pumping action for the middle cylinder area. Hubkolbenpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (10) aus einem Träger (30) und einer Lagerbuchse (31) an dem an den Verdrängungsraum (3) angrenzenden Ende des Zylinders besteht, wobei die Lagerbuchse (31) ein kleineres Lagerspiel zum Kolben aufweist als der Träger (30).Reciprocating pump according to claim 1, characterized in that the cylinder ( 10 ) from a carrier ( 30 ) and a bearing bush ( 31 ) at which to the displacement space ( 3 ) adjacent end of the cylinder, wherein the bearing bush ( 31 ) has a smaller bearing clearance to the piston than the carrier ( 30 ). Hubkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchsen (31) und/oder (32) in dem Träger (30) in einer unterbrochenen Bohrung aufgenommen sind, deren flüssigkeitsgefüllte Unterbrechungszone (34) über fluidleitende Kanäle jeweils mit dem Ankerraum (4) oder dem Verdrängerraum (3) verbunden ist, wodurch ein Flüssigkeitsaustausch ermöglicht wird.Reciprocating pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bearing bushes ( 31 ) and or ( 32 ) in the carrier ( 30 ) are received in an interrupted bore whose liquid-filled interruption zone ( 34 ) via fluid-conducting channels in each case with the armature space ( 4 ) or the displacement chamber ( 3 ), thereby allowing fluid exchange. Verfahren zum Betrieb einer Hubkolbenpumpe (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spannung oder der elektrische Strom zur Versorgung des Elektromagneten (2) einen pulsartigen sich zyklisch wiederholenden zeitlichen Verlauf aufweist, wobei die Frequenz die Fördermenge der Hubkolbenpumpe bestimmt, das Puls-Pausen-Verhältnis auf den Druck am Auslass der Hubkolbenpumpe abgestimmt ist und die Flankensteilheiten des Anstiegs oder des Abfalls der Pulse auf eine Verstärkung der Pumpwirkung durch die asymmetrischen Nutkanten abgestimmt sind, wobei dem oben beschriebenen sich zyklisch wiederholenden Verlauf des elektrischen Stroms oder der elektrischen Spannung eine höherfrequente Pulsweitenmodulation überlagert ist, die der Regelung des elektrischen Stroms, der bedarfsgerechten Minderung der elektrischen Leistung und/oder der Formung der Flanken der niederfrequenten Pulse dient.Method for operating a reciprocating piston pump ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the electrical voltage or the electric current for supplying the electromagnet ( 2 ) has a pulse-like cyclically repeating time course, wherein the frequency determines the flow rate of the reciprocating pump, the pulse-pause ratio is matched to the pressure at the outlet of the reciprocating pump and the edge slopes of the rise or fall of the pulses to an increase in the pumping effect the asymmetrical groove edges are tuned, wherein the superimposed on the cyclic repeating course of the electrical current or voltage described above is a higher-frequency pulse width modulation, which serves to control the electric current, the demand-based reduction of electrical power and / or the formation of the edges of the low-frequency pulses.
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